AFM לעומת SEM

הצורך לחקור את העולם הקטן יותר, צמח במהירות עם ההתפתחות האחרונה של טכנולוגיות חדשות כמו ננו-טכנולוגיה, מיקרוביולוגיה ואלקטרוניקה. מכיוון שמיקרוסקופ הוא הכלי שמספק תמונות מוגדלות של העצמים הקטנים יותר, נעשה מחקר רב על פיתוח טכניקות שונות של מיקרוסקופיה כדי להגדיל את הרזולוציה. למרות שהמיקרוסקופ הראשון הוא פיתרון אופטי בו שימשו עדשות להגדלת התמונות, המיקרוסקופים הנוכחיים ברזולוציה גבוהה עוקבים אחר גישות שונות. סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים (SEM) ומיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) מבוססים על שתיים מגישות שונות כל כך.

מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM)

AFM משתמש בקצה לסריקת פני הדגימה והקצה עולה ויורד בהתאם לאופי המשטח. מושג זה דומה לאופן בו אדם עיוור מבין את פני השטח על ידי הפעלת אצבעותיו על פני השטח. טכנולוגיית AFM הוצגה על ידי גרד ביניג וכריסטוף גרבר בשנת 1986 והיא הייתה זמינה מסחרית מאז 1989.

הקצה עשוי מחומרים כמו צינורות צינור פחמן, סיליקון ופחמן ומחוברים לשלוחה. קצה קטן יותר רזולוציית ההדמיה גבוהה יותר. לרוב ה- AFMs הנוכחיים יש רזולוציה של ננומטר. סוגים שונים של שיטות משמשים למדידת העקירה של השלוחה. השיטה הנפוצה ביותר היא שימוש בקרן לייזר המשקפת על השלוחה כך שניתן יהיה להשתמש בהטיה של הקרן המשתקפת כמדד לתנוחת השלוחה.

מכיוון ש- AFM משתמשת בשיטת הרגשת פני השטח באמצעות בדיקה מכנית, היא מסוגלת לייצר תמונה תלת ממדית של הדגימה על ידי בדיקה לכל המשטחים. זה גם מאפשר למשתמשים לתפעל את האטומים או המולקולות על משטח הדגימה באמצעות הקצה.

סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים (SEM)

SEM משתמש בקרן אלקטרונים במקום באור לצורך הדמיה. יש לו עומק שדה גדול המאפשר למשתמשים לצפות בתמונה מפורטת יותר של משטח הדגימה. ל- AFM יש גם שליטה רבה יותר בכמות ההגדלה שכן מערכת אלקטרומגנטית נמצאת בשימוש.

ב- SEM, קרן האלקטרונים מיוצרת באמצעות אקדח אלקטרונים והיא עוברת דרך אנכית לאורך המיקרוסקופ שמונח בוואקום. שדות חשמליים ומגנטיים עם עדשות ממקדים את קרן האלקטרונים לדגימה. ברגע שקרן האלקטרונים פוגעת על פני הדגימה, אלקטרונים וצילומי רנטגן נפלטים. פליטות אלה מתגלות ומנותחות על מנת לשים את תמונת החומר על המסך. הרזולוציה של SEM היא בסולם ננומטר והיא תלויה באנרגיית הקורה.

מכיוון ש- SEM מופעל בוואקום ומשתמש גם באלקטרונים בתהליך ההדמיה, יש להקפיד על נהלים מיוחדים בהכנת הדגימה.

ל- SEM היסטוריה ארוכה מאוד מאז התצפית הראשונה שערכה מקס קנול בשנת 1935. SEM מסחרי ראשון היה זמין בשנת 1965.